Fis 6A – Aula 11 11.01 No movimento circular, variam o vetor

Fis 6A – Aula 11
11.01
No movimento circular, variam o vetor posição, a direção e o sentido do vetor velocidade
(tangente à trajetória) e do vetor aceleração (radial e com sentido para o centro da curva).
Assim, a quantidade de movimento (Q = m  v) também varia. Já a energia cinética, depende
apenas do módulo da velocidade e, portanto, não varia.
Resposta: D
11.02
A) Incorreta. Como a velocidade dos corpos varia, a quantidade de movimento também varia
B) Incorreta. De acordo com o gráfico, a velocidade de B era negativa e passou a ser positiva,
a velocidade de A era positiva e passou a ser negativa.
C) Correta. Em um sistema isolado sem que atuem forças externas, a quantidade de
movimento se conserva.
D) Incorreta. De acordo com a Terceira Lei de Newton, as forças de ação e reação apresentam
o mesmo módulo.
E) Incorreta. O ponto mostra o instante em que as velocidades apresentam mesmo módulo.
Resposta: C
11.03
As explosões são processos muito rápidos e as forças externas (como o peso) podem ser
desprezadas. Assim, o sistema pode ser considerado isolado e a quantidade de movimento se
conserva.
Resposta: C
11.04
A massa total os habitantes da Terra é:
m = 7  109  60 = 4,2  1011 kg
A quantidade de movimento associada aos habitantes é:
Q = m  v = 4,2  1011  1,43 = 6  1011 kg  m/s
Como a massa e velocidades orbitais da Terra são significativamente maiores do que a massa
e a quantidade de movimento dos habitantes, não ocorreria nada.
Resposta: A
11.05
A) Correta. No MRU o vetor velocidade permanece constante, logo Q = m  v = constante.
B) Incorreta. No movimento circular, variam o vetor posição, a direção e o sentido do vetor
velocidade (tangente à trajetória) e do vetor aceleração (radial e com sentido para o centro da
curva).
C) Incorreta. A queda livre é um movimento uniformemente acelerado.
D) Incorreta. O lançamento oblíquo é uma composição de movimentos com movimento
uniforme no eixo horizontal e uniformemente variado no eixo vertical. Assim o vetor
velocidade varia bem como a quantidade de movimento.
E) Incorreta. ver anteriores.
Resposta: A
11.06
Ao longo da queda a aceleração é constante (aceleração da gravidade). Como a força peso é
dada por P = m  g, ela também será constante.
A velocidade vertical varia com o tempo (v = v0 + g  t) e, com efeito, varia também a
quantidade de movimento.
Resposta: A
11.07
O foguete pode ser considerado um sistema isolado, assim o impulso das forças externas é
nulo e a sua quantidade de movimento do sistema se conserva:
I = ΔQ  0 = ΔQ  Q = Q0
No início a quantidade de movimento é devida ao foguete como um todo. No fim, a quantidade
de movimento apresenta uma parcela para o foguete e outra para os gases que se movem em
direção oposta.
Resposta: C
11.08
Na ausência de impulso total de forças externas (sistema isolado), a quantidade de movimento
do sistema se conserva
I = ΔQ  0 = ΔQ  Q = Q0
Resposta: B
11.09
I = Área total
Mas as áreas de 2 s até 4 s e de 4 s até 6 s são numericamente iguais, porém representam
impulsos em sentidos contrários. Assim, o impulso total entre 2 s e 6 s é nulo.
I = 2  10 = 20 N  s
Resposta: E
11.10
I = F  Δt  I = 104  2  10–2
I = 2  102 N  s
Resposta: C
11.11
Adotando o sentido positivo como sendo o da direita e o negativo o da esquerda:
Q = Q0  70  8 + 112  v = 0
v = –5 m/s
Resposta: B
11.12
Q = Q0  10  10–3  600 + 3  v = 0
v = –2 m/s
Resposta: A
11.13
Q = Q0  1,5  150 + 150  v = 0
v = –1,5 m/s
Resposta: C
11.14
I = ΔQ  F  Δt = Q – Q0
4  6 = Q – 1,5  2
Q = 27 N  s
Q = m  v  27 = 1,5  v
v = 18 m/s
Resposta: A
11.15
Q = m  v  Q2 = m2  v2
Q2 = m  m  v2
(I)
2
m×v
 2EC = m  v2
(II)
2
Substituindo II em I:
Q2 = m  2EC  402 = m  2  100
m = 8 kg
EC =
Resposta: B
11.16
A) Incorreta, a quantidade de movimento é uma grandeza vetorial pois apresenta módulo,
direção e sentido
B) Incorreta. A quantidade de movimento é dada pelo produto da massa pela velocidade.
C) Incorreta. Q = 3 000  5,6 = 16 800 kg  m/s
D) Incorreta. ver B
E) Correta. Bicicleta: Q = 10  5,6 = 56 kg  m/s
Caminhão: Q = 3 000  5,6 = 16 800 kg  m/s
Resposta: E
11.17
O corpo vai de x = –4 m até x = 5 m em 3 s
vM =
( )  v = 3 m/s
5 - -4
3
Q = m  v = 103  3
Q = 3  103 kg  m/s
Resposta: D
11.18
m1 + m2 = 60 kg  m1 = 60 – m2
Q = Q0  m1  2 + m2  (–3) = 0
2m1 = 3m2
2  (60 – m2) = 3m2
120 = 5m2
m2 = 24 kg
m1 = 36 kg
Resposta: C
11.19
Para o patinador A:
Q = Q0  40  vA + 0,4  10 = 0
vA = 0,1 m/s
As forças de resistência do ringue horizontal impedirão que o patinador B se mova
perpendicularmente ao ringue. Logo, vB = 0
Resposta: C
11.20
Q = Q0  (2 + 2)  v = 2  0,4
v = 0,2 m/s
Resposta: C
11.21
Adotando o sentido para direita como positivo, tem-se:
Q = Q0  (M + m)  v = M  v1 + m2  v2
(5 + 1)  v = 5  1 + 1  (–8)
v = –0,5 m/s (para esquerda)
Resposta: A
11.22
A) Analisando o gráfico, o período é 8  10–3 s.
1
1
=
T 8 ×10–3
f = 125 Hz
f=
B) A velocidade em t = 6  10–3 s é nula, logo:
ΔEC = 0 – EC0
Para t = 0:
Q = 12 kg  m/s  12 = 3  v
v = 4 m/s
m × v2 3 × 42
=
2
2
= 24 J  ΔEC = –24 J
EC0 =
EC0
11.23
Pode projetar a mochila no sentido oposto ao sentido que deseja se deslocar. Como a
quantidade de movimento irá se conservar, o astronauta vai adquirir uma quantidade de
movimento que, em módulo, é igual ao produto da massa da mochila e a velocidade com que
foi projetado.
11.24
Q = Q0  (mc + mdona + mtreno)  v = mc  vc
(90 + 10)  v = 10  5  v = 0,5 m/s = 1,8 km/h
EC0 =
mC × v2
2
=
10 × 52
= 125 J
2
m × v2 100 × 0,52
= 12,5 J
=
2
2
ΔEC = –112,5 J
EC =
Fis 6A – Aula 12
12.01
De acordo com as distâncias em relação à Júpiter, tem-se:
1 – Ganimedes
2 – Io
3 – Europa
4 – Calisto
Resposta: B
12.02
Como a Terra possui menor raio orbital em relação ao Sol do que Marte, sua velocidade orbital
é maior do que a velocidade orbital de Marte.
Fonte da imagem: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Retrograde_Motion.bjb.svg
Resposta: A
12.03
Como a aceleração da gravidade aumenta na medida em que o corpo se aproxima do centro, o
movimento não pode ser uniforme (aceleração constante). A força sobre o corpo sempre
aponta para o centro da Terra, dessa forma, na medida em que a pedra se move de um lado a
outro, a força atua como força restauradora e o movimento é harmônico simples.
Resposta: D
12.04
O campo gravitacional é dependente do raio e da massa.
g=
G×M
R2
A diferença entre o campo da Terra e da Lua deve-se substancialmente pela diferença de
massa.
Resposta: C
12.05
De acordo com a 2ª Lei de Kepler, um corpo varre áreas iguais em tempos iguais. Como os
tempos para percorrer as áreas A1, A2 e A3 são iguais, tem-se:
A1 = A 2 = A 3
Resposta: C
12.06
I. Correta. A é o periélio, ponto no qual a velocidade orbital é máxima.
II. Correta. Como o sistema é conservativo, ao longo da órbita há transformação de energia
cinética em potencial gravitacional. Em C a cinética é mínima e a potencial é máxima.
III. Incorreta. A energia total em B é igual à energia em qualquer outro ponto (sistema
conservativo)
Resposta: B
12.07
De acordo com a Terceira Lei de Newton, as forças de ação e reação apresentam o mesmo
módulo.
Resposta: C
12.08
A aceleração da gravidade é dada por:
g=
G×M
(R + h)
2
Em que R é o raio da Terra e h é a altura orbital da estação. Os valores típicos são
insuficientes para tornar desprezível a aceleração da gravidade.
A flutuação ocorre devido ao efeito que é análogo ao que experimentaria a estação espacial
caso estivesse constantemente caindo em direção à Terra acelerada pela gravidade. A estação
não cai, de fato, pois está em movimento circular em sua órbita.
Resposta: C
12.09
O movimento circular da Lua impede que ela acelere diretamente em relação à superfície
terrestre.
É como se a Lua estivesse constantemente caindo em direção à Terra acelerada pela
gravidade. Mas ela não cai, de fato, pois está em movimento circular em sua órbita.
Resposta: B
12.10
Os satélites estacionários ocupam a mesma posição na órbita em relação à superfície da Terra,
ou seja, apresentam mesmo período do que o período de rotação da Terra.
Consequentemente, a Terra e o satélite geoestacionário apresentam mesma velocidade
angular.
Resposta: E
12.11
O período e o raio orbital estão relacionados pela 3ª Lei de Keples (Lei dos períodos):
T2
=k
R3
Assim, modificando a massa, o período não se altera.
Resposta: E
12.12
A força de atração gravitacional é inversamente proporcional ao quadrado da distância:
F=
G×M×m
d2
No segundo caso, o raio é duas vezes maior e a força será quatro vezes menor:
F1 = 4F2
F1/F2 = 4
Resposta: D
12.13
A aceleração da gravidade é dada por:
g=
G×M
(R + h)
2
Em que R é o raio da Terra e h é a altura orbital
Assim, quanto maior for o valor de h, menor será a aceleração da gravidade e,
consequentemente, menor será o peso.
Resposta: B
12.14
A aceleração da gravidade é dada por:
gT =
g2 =
G×M
R2
G × 2M
(2R )
2
=
1G×M 1
= × gT
2 R2
2
g2 = 0,5  10 = 5 m/s2
Resposta: B
12.15
A aceleração da gravidade é dada por:
g=
G×M
R2
g2 =
g2 =
G × 3M
(3R )
2
1G×M 1
= ×g
3 R2
3
=
g
3
Resposta: C
12.16
01) Correta. Quanto mais próximo o planeta está do Sol, maior é a força de atração
gravitacional e maior será a velocidade adquirida.
02) Correta. O período e o raio orbital estão relacionados pela 3ª Lei de Keples (Lei dos
períodos):
T2
=k
R3
Quanto maior o raio, maior o período.
04) Incorreta. O período orbital não depende da massa (ver item 02)
08) Correta. Os planetas descrevem órbitas elípticas ao redor do Sol, que ocupa um dos focos
da elipse.
16) Incorreta. Os períodos de rotação e translação não apresentam uma relação direta entre
si.
32) Incorreta. A excentricidade da elipse é pequena, assim a orbita é praticamente circular,
mas não exatamente.
Resposta: 11
12.17
01) Correta.
F=
G×M×m
2
[G] =
d
N × m2
ÞN=
[G]× kg × kg
m2
kg2
02) Correta. Os satélites estacionários ocupam a mesma posição na órbita em relação à
superfície da Terra, ou seja, apresentam mesmo período do que o período de rotação da Terra.
Consequentemente, a Terra e o satélite geoestacionário apresentam mesma velocidade
angular.
04) Incorreta. Há uma força resultante centrípeta atuando sobre a Lua
08) Incorreta. Quanto mais próximo o planeta está do Sol, maior é a força de atração
gravitacional e maior será a velocidade adquirida.
16) Correta. O período e o raio orbital estão relacionados pela 3ª Lei de Keples (Lei dos
períodos):
T2
=k
R3
Comparando dois planetas:
T12
R13
=
T22
R 32
Resposta: 19
12.18
I. Incorreta. O empuxo depende do peso do líquido deslocado.
II. Correta. O período e o raio orbital estão relacionados pela 3ª Lei de Keples (Lei dos
períodos):
T2
=k
R3
Assim, quanto menor for o raio orbital, menor será o período.
III. Incorreta. Nos movimentos circulares uniformes a velocidade tem módulo constante mas a
aceleração não é nula (aceleração centrípeta).
IV. Incorreta. Nos movimentos orbitais dos planetas, por exemplo, a força aponta para o
centro da trajetória segundo a qual o planeta se move.
Resposta: C
12.19
1. Incorreta. A distância do satélite A ao ponto P não se mantem constante, assim a força
gravitacional também não se manterá constante.
2. Correta. A energia potencial gravitacional depende da distância entre os corpos e o planeta.
Como essa distância varia, também varia a energia.
3. Incorreta. A velocidade do satélite A é menor no ponto equivalente ao afélio e maior no
ponto equivalente ao periélio.
Resposta: B
12.20
Com uma aceleração gravitacional menor, o período será maior. Dessa forma, para completar
o tempo de um minuto, esse relógio na Lua levará mais tempo do que um equivalente na
Terra, ou seja, o relógio da Lua vai estar atrasado.
Resposta: A
12.21
Os satélites geoestacionários ocupam a mesma posição na órbita em relação à superfície da
Terra, ou seja, apresentam mesmo período do que o período de rotação da Terra.
Consequentemente, a Terra e o satélite geoestacionário apresentam mesma velocidade
angular. Essa condição exige que o satélite esteja orbitando em um plano que contenha a linha
do equador e que mantenha a mesma altitude.
Resposta: C
12.22
A aceleração da gravidade é dada por:
gT =
g' =
G×M
R2
G×M
( )
R
2
= 10 m/s2
=
4G × M
2
R2
g’ = 4  10 = 40 m/s2
Resposta: D
12.23
Exercício Resolvido no material
12.24
Exercício resolvido no material
FIS 6B – Aula 11
11.01
Resposta: alternativa d
Q = m  c  T
Q = 1000  1  (20 – 5)
Q = 15000 cal
11.02
Resposta: alternativa a
Calor necessário para aquecer a água:
Q = m  c  T
Q = 1000  4200  80
Q = 336  106 J
Potência necessária para o aquecimento:
P 
336  106
Q
 P
3600
t
P = 9,3  104 W
Se em 1 m2 temos 800W, para se ter 9,3  104 W numa placa de retangular de largura 6m
devemos ter um comprimento de:
1  800
6  L  9,3  104
800  6  L = 1  9,3  104
L = 19,4 m
11.03
Resposta: alternativa d
Cálculo do calor produzido pela combustão da gasolina:
Q = m  c  T
Q = 200000  4,19  (55-20)
Q = 29330000 J
Cálculo da energia gerada pelo aquecedor em 1h:
E = P  t
E
U2
 t
R
E
1102
 3600
11
E = 3960000 J
Fazendo-se a razão entre as quantidades de energia encontramos:
Q 29330000

 7,4
E
3960000
Através da razão acima conclui-se que o gerador necessita de 7,4 litros de gasolina para
produzir o mesmo aquecimento que a combustão provocada por 1l do combustível, assim, o
gerador requer no mínimo 7 vezes mais energia.
11.04
Resolução:
a) 2 kg = 2  1000 = 2000g
300
= 0,3 kg
1000
c) T = 30 ºC  T = 30 K
d) T = 30 ºC  T = 30  1,8 = 54 ºF
e) 10 cal = 10  4,19 = 41,9 J
8,36
f) 8,36 J =
= 2 cal
4,19
b) 300 g =
11.05
Resolução:
a) C 
Q
100
 C
 C = 10 cal/ºC
t
10
b) Para cada variação de uma unidade na temperatura o corpo recebe 10 cal.
c) C = m  c
10 = 20  c
c = 0,5 cal/g ºc
d) Cada unidade de massa para variar em uma unidade a temperatura precisa trocar 0,5 cal.
e) Q = m  c  T
Q = 20  0,5  10
Q = 100 cal
f) P 
Q
100
 P 
 P = 50 W
t
2
g) A fonte transfere para o corpo 50J de energia a cada segundo.
h) P 
Q
100  4
 P
 P = 200 W
t
2
i) A fonte transfere para o corpo 200J de energia a cada segundo.
11.06
Resolução:
Obtem-se os resultados pela aplicação direta das equações sugeridas nos quadros.
11.07
Resolução:
a) (V) Essa é a definição de calor específico.
b) (V) A capacidade Térmica está associada aos corpos.
c) (V) O calor específico é uma propriedade física de cada substância.
d) (F) Mesmo sendo feitos de mesma substância eles podem ter massas diferentes, tendo
diferença na capacidade térmica.
e) (F) Se os corpos tiverem calores específicos diferentes, terão capacidade térmica diferentes.
f) (V) Basta que o produto do calor específico pela massa em cada corpo dê o mesmo
resultado.
g) (F) No de menor capacidade térmica.
h) (V) A capacidade térmica é diretamente proporcional à quantidade de calor que o corpo
recebe
i) (F) A capacidade térmica é diretamente proporcional ao calor específico do corpo.
j) (V) A massa de um corpo é diretamente proporcional à sua capacidade térmica.
11.08
Resposta: alternativa a
O fluxo de energia sempre será do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
11.09
Resposta: alternativa e
A variação de temperatura é uma grandeza inversamente proporcional ao calor específico do
corpo, portanto, se os corpos têm mesma massa, o de menor calor específico sofre maior
variação de temperatura.
11.10
Resposta: alternativa b
QCEDE + QRECEBE = 0
mcafé  c  (Tf – T) + mleite  c  (Tf – T) + mado  c  (Tf – T) = 0
50  1  (T – 80) + 100  0,9  (T – 50) + 2  2  (T – 20) = 0
50  T – 4000 + 90T – 4500 + 4T – 800 = 0
144  T – 8580 = 0
T = 59,6 ºC
11.11
Resposta: alternativa a
QCEDE + QRECEBE = 0
maq  c  (Tf – T) + maf  c  (Tf – T) = 0
80  1  (30 -20) + m  1  (30 – 70) = 0
800 – 40  m = 0
m = 20 litros
Se:
8 litros  1 min
20 litros  t min
8  t = 20  1
t = 2,5 min
11.12
Resposta: alternativa c
A = A0    T
0,2 = 5000  2,4  10-5  T
0,2 = 0,12  T
T = 1,66 ºC
Calculando o calor recebido:
Q = m  c  T
Q = 0,1  450  1,66
Q = 75 J
11.13
Resposta: alternativa a
Cálculo da energia recebida em dez golpes:
 = EC 10
 =  0 
m  v2
 10
2
1,2  6,52
 10
2
 = 253,5 J

Cálculo da variação na temperatura:
Q = m  c  T
253,5 = 0,014  450  T
T = 40,23 ºC
11.14
Resposta: alternativa d
QCEDE + QRECEBE = 0
Mmadeira  c  (Tf – T) + mágua  c  (Tf – T) + mmaterial  c  (Tf – T) = 0
5000  0,42  (30 - 10) + 3000  1  (30 - 10) + 1250  c  (30 – 540) = 0
42000 + 60000 – 637500  c = 0
102000 = 637500  c
c = 0,16 cal/gºC
11.15
Resposta: alternativa d
Capacidade térmica do corpo M
Q
500
 C
 C = 20 cal/ºC
t
25
Capacidade térmica do corpo N
Q
500
C
 C
 C = 50 cal/ºC
t
10
Troca de calor:
QCEDE + QRECEBE = 0
CM  (Tf – T) + CN  (Tf – T) = 0
20  (T – 80) + 50  (T – 10) = 0
70  T – 2100 = 0
T = 30 ºC
11.16
Resposta: 03 (01 + 02)
01. correta, é o princípio das trocas de calor, QCEDE + QRECEBE = 0
02. correta, a variação de temperatura é inversamente proporcional a capacidade térmica do
corpo, que por sua vez, é diretamente proporcional à massa do corpo.
04. errada, quando as massas dos corpos que trocam calor são iguais, essa grandeza física
não exerce influência na temperatura de equilíbrio.
08. errada, a calor transferido é uma forma de energia irreversível dentro dos processos de
conversão energética.
16. errada, não pois as temperaturas iniciais em cada caso é diferentes para os corpos em
questão. No primeiro será 200ºC para o chumbo e 20ºC para o vidro e, no segundo será 20ºC
para o chumbo e 200ºC para o vidro.
C
11.17
Resposta: alternativa e
QCEDE + QRECEBE = 0
maq  c  (Tf – T) + maf  c  (Tf – T) = 0
maq  1  (80 -100) + 200  1  (80 – 25) = 0
-20  maq + 11000 = 0
maq = 550 g
11.18
Resposta: alternativa b
Sendo troca de calor entre 3 porções do mesmo líquido, o calor específico é o mesmo e não
influencia na temperatura de equilíbrio.
QCEDE + QRECEBE = 0
m1  c  (Tf – T) + m2  c  (Tf – T) + m3  c  (Tf – T) = 0
m
T
m
T
m  (Tf  T) 
 (Tf  ) 
 (Tf  )  0
2
2
4
4
m  Tf
m  Tf m  T
m T
m  Tf  m  T 

)

)0
2
4
4
16
Fazendo as contas e agrupando os termos:
28  m  Tf – 21  m  T = 0
3T
Tf 
4
11.19
Resposta: alternativa e
Capacidade térmica da porção líquida
Q
300
 C
 C = 2,5 kJ/ºC
t
120
Capacidade térmica do corpo de metal
Q
100
C
 C
 C = 1 kJ/ºC
t
100
Troca de calor:
QRECEBE + QCEDE = 0
CLÌQ  (Tf – T) + CMETAL  (Tf – T) = 0
1  (T – 115) + 2,5  (T – 10) = 0
3,5  T – 140 = 0
T = 40 ºC
11.20
Resolução:
a) Calorímetro:
Q = C  T
Q = 10  10 = 100 cal
C
Água:
Q = m  c  T
Q = 500  1  10 = 5000 cal
b) QÀGUA + QCALORÍMETRO + QBARRA = 0
5000 + 100 + 200  c . (30 - 80) = 0
5100 – 10000  c = 0
c = 0,51 cal/g  ºC
11.21
Como as porções são iguais de uma mesma substância, o equilíbrio térmico deveria ser a
média entre as temperaturas de 31 ºC e 5 ºC, portanto, 18 ºC; porém esse equilíbrio ocorre
em 16 ºC. Concluímos que a diferença de 2 ºC é devido ao meio. Dessa forma é perdido para o
meio uma quantidade de calor equivalente a:
Q = m  c  T
Q = (150 + 150)  1  2
Q = 600 cal = 6  102 cal
FIS 6B – Aula 12
12.01
Resposta: alternativa b
Através de uma regra de três:
1kg  3,2  105 J
m  1,6  1022 J
Calculando:
3,2  105  m = 1,6  1022
m = 0,5  1017 kg
O trilhão corresponde à potência 1015, então
m = 50  1015 kg ou 50 trilhões de quilogramas
12.02
Resposta: alternativa e
Em condições normais de pressão e temperatura a água inicia congelamento em 0ºC. Tendo
apenas água no estado sólido o ambiente é completamente desfavorável para existência de
vida.
12.03
Resposta: alternativa d
O líquido em alta pressão e em alta temperatura tem energia cinética e, ao atravessar as
turbinas, dão movimento aos geradores de eletricidade.
12.04
Resolução:
a) Q = m  c  T
Q = 100  0,5  [0 – (-10)]
Q = 500 cal
b) Q = m  L
Q = 100  80
Q = 8000 cal
c) Q = m  c  T
Q = 100  1  (100 – 0)
Q = 10000 cal
d) Q = m  L
Q = 100  540
Q = 54000 cal
12.05
Resposta: alternativa a
Transformação na qual uma substância passa do estado sólido para o gasoso.
12.06
Resposta: alternativa d
I. correta, Nas mudanças de estado físico, a temperatura permanece constante, sendo que a
fusão ocorre numa temperatura mais baixa que a vaporização.
II. correta, enquanto uma substância muda de estado físico, 2 estados físicos sempre
coexistem.
III. errada, apenas os estados líquido e gasoso.
12.07
Resposta: alternativa a
Os estão representados na figura.
12.08
Resposta: 27 (01 + 02 + 08 + 16)
01. correta
Q = m  c  T
1000 = 1000  c  40
1 = c  40
c = 0,025 cal/gºC
02. correta
C=mc
C = 1000  0,025
C = 25 cal/ºC
04. errada
Q = m  c  T
500 = 1000  c  40
1 = 80  c
C = 0,0125 cal/gºC
08. correta, as mudanças de fase ocorrem com temperatura constante, no gráfico percebemos
2 intervalos no qual a temperatura tem esse comportamento.
16. correta
Q=mL
2500 = 1000  L
L = 2,5 cal/g
32. errada
Q=mL
1000 = 1000  L
L = 1 cal/g
12.09
Resposta: alternativa a
Veja no diagrama de fase da água como o aumento de pressão diminui a temperatura de fusão
(área circulada).
12.10
Resposta: alternativa b
Na sublimação a substância passa do estado sólido para o gasoso. As trajetórias U e Y
correspondem a tal passagem.
12.11
Resposta: alternativa d
No gráfico vemos que a vaporização de B requer uma quantidade de calor maior que em C.
Como o calor latente está relacionado pela equação Q = m  L, vemos que Q (quantidade de
calor) e L (calor latente) são grandezas diretamente proporcionais entre si.
12.12
Resposta: alternativa e
Q=mL
Q = 100  80
Q = 8000 cal = 8 kcal
O texto informa que no equilíbrio há gelo e água, portanto a temperatura de equilíbrio é de
0ºC.
12.13
Resposta: alternativa d
Q=mL
Q = 1500  80
Q = 120000 cal = 480000 J
Cálculo da potência:
Q
480000
 1000 
P 
t
t
t = 480 s = 8 min
12.14
Resposta: alternativa a
12.15
Resposta: alternativa e
A imagem mostra que nas extremidades do fio há 2 pesos, dessa forma o tio é tracionado e
exerce uma força sobre uma pequena área na superfície do gelo. Essa área fica então sujeita a
uma pressão mais elevada fazendo com que o gelo passe, na região abaixo do fio do estado
sólido para o líquido e, logo acima do fio o líquido já sobre pressão normal recongele. Desse
modo é possível que o fio atravesse o gelo sem separá-lo em 2 partes.
12.16
Resposta: alternativa d
Os gráficos (b) e (d) correspondem àqueles em que o aumento de pressão diminui a
temperatura de fusão, porém apenas o gráfico (d) possibilita ver que a água, no caso de uma
temperatura muito baixa esteja no estado sólido.
12.17
Resposta: alternativa b
Como as esferas têm mesma massa e, na figura observamos que a esfera de cobre é menor,
concluímos que sua densidade é maior.
A imagem também mostra que o alumínio,derreteu uma quantidade maior de gelo, como
ambos os corpos estavam à mesma temperatura inicial e tinham a mesma massa, o corpo de
maior calor específico é o que certamente cedeu maior quantidade de calor ao gelo,
provocando maior derretimento.
12.18
Resposta: alternativa e
Misturando-se gelo a 0ºC com vapor de gelo a 100ºC independente dos valores de massa de
cada porção é impossível obter como resultado apenas vapor a 100ºC. Na hipótese mais
próxima é possível obter líquido a 100ºC + vapor a 100ºC.
12.19
Resposta: alternativa b
Vamos considerar que o trabalho da força peso seja integralmente convertido em energia
térmica:
=mgh
 = 2  10  10
 = 200J = 47,85 cal = Q
Sendo, Q = m  L
47,85 = m  80
m = 0,59 g
12.20
Resolução:
a) Q = m  c  T
Q 1000  1  75
Q = 75000 cal = 315000 J
Para calcular o tempo consideramos que a potência do aquecedor corresponde a potência
térmica transferida ao líquido.
P 
U2
1102

R
12,1
P = 1000 W
Como P 
Q
315000
 1000 
t
t
t = 315 s
b) Q = m  L
Q = 1000  540
Q = 540000 cal = 2268000 J
A água partindo de 25ºC e até vaporizar completamente requer uma energia igual a 2268000
+ 315000 = 2583000J
Q
2583000
Como P 
 1000 
t
t
t = 2583 s
c) No gráfico entre 0 e 315 kcal o calor é sensível e entre 315 kcal e 2583 kcal o calor é
latente.
12.21
Resolução:
a) O fluxo de calor por unidade de área é dado por:
P
P

 1000 
0,4  05
A
P = 200 W
b) Q = m  c  T
Q = 300  4  75
Q = 90000 J
c) Q = m  L
Q = 100  2200
Q = 220000 J
A quantidade de calor total desde o aquecimento da água até a vaporização de 1/3 de sua
massa é 90000 J + 220000 J = 310000 J
Q
310000
 200 
P 
t
t
t = 1550 s
Fis 6C – Aula 11
11.01
Os dispositivos que armazenam cargas elétricas são os capacitores. Apesar de o segundo
sistema descrever a tecnologia touch screen capacitiva, o processo de descarga de um
capacitor é utilizado nos flashes de máquinas fotográficas.
Resposta: E
11.02
A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por:
A
d
A carga armazenada é dada por: Q = C  U
Assim, quando um material dielétrico é colocado entre as placas, a constante e aumenta e,
consequentemente aumenta a carga elétrica armazenada.
C = e×
Resposta: A
11.03
Para que as lâmpadas permaneçam acesas por um longo tempo, elas precisam estar sendo
alimentadas por uma fonte de tensão.
Na opção II, após fechar a chave e o capacitor estar carregado, apenas uma das lâmpadas
permanecerá ligada (aquela que não está ligada diretamente ao capacitor).
Nas opções I e V, após fechar a chave e o capacitor estar carregado, não passará corrente
elétrica através do capacitor e nenhuma das lâmpadas permanecerá acesa.
Já nas opções III, IV e VI, após fechar a chave e o capacitor estar carregado, não passará
corrente por ele, mas as lâmpadas continuarão a ser percorridas por corrente elétrica (pois
estão em paralelo com o capacitor)
Resposta: D
11.04
Os dispositivos que armazenam cargas elétricas são os capacitores. A quantidade de carga que
podem armazenar é dada por: Q = C  U
Sendo que a capacitância C, para o caso de um capacitor de placas paralelas, é dada por:
A
d
As cargas armazenadas entre as placas de um capacitor também fazem com que o sistema
apresente energia potencial elétrica, dada por:
C = e×
E=
C × U2
2
Resposta: A
11.05
A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por:
A
d
Dobrando a área e a separação, a capacitância não se altera:
C = e×
C = e×
2A
=C
2d
Resposta: A
11.06
As cargas acumuladas em cada placa possuem sinais opostos pois estão ligados a potenciais
com sinais opostos no circuito.
Q = C  U  Q = 10–3  10–6  100
Q = 0,1  10–6 = 0,1 μC
Resposta: C
11.07
Ceq =
C1 × C2
C1 + C2
=
4m × 6m
4m + 6m
Ceq = 2,4 μF
Resposta: D
11.08
Ceq = 20μ + 20μ = 40 μF
Resposta: E
11.09
I. Correta. A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por:
A
d
II. Incorreta. Conforme expressão em (I), C é inversamente proporcional a d. duplicando d, C
fica reduzida pela metade.
III. Incorreta. A capacitância depende apenas de propriedades do meio e da geometria do
capacitor, não é influenciada pela carga armazenada.
C = e×
Resposta: E
11.10
Q = C  U e C = e×
Q = e0 ×
A
. Logo:
d
A
×U
d
4,5 ×10-9 = 9 ×10-12 ×
9  10–12 = 9  10–12
U = 2  103 V
5 ×10-4
×U
2 ×10-3
 5  10–4  U  U = 0,2  104 V
Resposta: C
11.11
E  d = U  3  106  d = 9  103
d = 3  10–3 m
d = 3 mm
Resposta: A
11.12
1
1
1
1
=
+
+
Ce
C1 C2 C3
1
1
1
1
=
+
+
Ce 2m 2m 4m
1
5
=
Ce 4m
Ce = 0,8 μF
Q = C  U  Q = 0,8  10–6  1 000
Q = 0,8  10–3 C
No capacitor b:
Q = C  U  0,8  10–3 = 2  10–6  U
U = 0,4  103 V = 400 V
Resposta: B
11.13
Quando o capacitor encontra-se carregado, a corrente elétrica é nula e, consequentemente, a
ddp no resistor é também nula. Assim, a ddp no capacitor passará a ser de 12 V.
Resposta: E
11.14
I. Incorreta. Quando o capacitor encontra-se carregado, a corrente elétrica é nula
II. Correta. A corrente elétrica nos resistores é:
U = (R + r)  i  6 = (5 + 1)  i
i=1A
A tensão entre a e b é: U = R  i  U = 5  1 = 5 V
III. Correta. A ddp no capacitor é:
U=E–riU=6–11
U=5V
A carga armazenada é:
Q = C  U  Q = 1  10–6  5
Q = 5  10–6 C = 5 μC
IV. Correta. As cargas acumuladas em cada placa possuem mesmo módulo e sinais opostos.
Desta forma, entre as placas, fica estabelecido um campo elétrico uniforme.
Resposta: D
11.15
Capacitância da figura 1:
C1 = 3C
Capacitância da figura 2:
C2 = C
Q1 = 3C  U
(I)
Q2 = C  U
(II)
Substituindo (II) em (I):
Q1 = 3  Q2
Resposta: E
11.16
A corrente elétrica é:
U = R  i  12 = (3 + 4 + 5)  i
i=1A
A ddp no capacitor é igual à ddp no resistor de 4 Ω:
U=41=4V
Q = C  U  Q = 2  10–6  4
Q = 8 μC
Resposta: A
11.17
A ddp equivalente é
U = e1 + e2 = 10 + 15
U = 25 V
A energia é dada por:
C × U2 2 ×10-6 × 252
=
2
2
–6
E = 625  10 J
E=
Resposta: A
11.18
Figura 1: C1 = 3C
Figura 2: C2 = C/3
Figura 3: C3 =
( ) = 2C/3
C + (2C )
C × 2C
Figura 4: C4 = C/2 + C = 3C/2
Resposta: D
11.19
Exercício resolvido no material
11.20
Exercício resolvido no material
Fis 6C – Aula 12
12.01
Não há coincidência entre os polos magnéticos e geográficos da Terra. O polo norte magnético
está localizado aproximadamente onde se encontra o polo Sul geográfico. O polo sul magnético
está localizado aproximadamente onde se encontra o polo Norte geográfico.
Resposta: B
12.02
A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo magnético cujas
linhas são circunferências concêntricas ao fio.
A agulha da bússola tende a se alinhar na mesma direção do campo magnético gerado, assim,
o campo magnético gerado é perpendicular ao fio condutor.
Resposta: B
12.03
Na etapa 1, quaisquer materiais ferromagnéticos serão atraídos pelo ímã. Esse processo de
separação é conhecido como separação magnética.
Resposta: C
12.04
De acordo com a 3ª Lei de Newton (ação e reação), a força com que o ímã atrai o ferro possui
mesma intensidade do que a força com que o ferro atrai o ímã. O eventual movimento do ferro
em direção ao ímã, e não o contrário, pode ser explicado pela inércia do ferro ser menor do
que do ímã.
Resposta: E
12.05
Os ímãs atraem quaisquer materiais ferromagnéticos (Fe, Ni, Co), o que não é o caso do
potássio ou do cromo.
A fórmula química da magnetita é: Fe3O4
Em um ímã, os polos de mesmo nome se repelem, já os polos de nome diferente se atraem.
Resposta: E
12.06
I. Em um ímã, os polos de mesmo nome se repelem, já os polos de nome diferente se atraem.
II. Ao quebrar um ímã ao meio, formam-se dois novos ímãs. Não é possível separar os polos
magnéticos de um ímã.
III. A agulha da bússola tende a se alinhar na mesma direção do campo magnético.
Resposta: E
12.07
Na experiência de Oersted, a corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera
um campo magnético cujas linhas são circunferências concêntricas ao fio. Para repetir a
experiência, além de uma pilha e de um fio condutor, é necessário uma bússola.
Resposta: E
12.08
Resposta: C
12.09
A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo magnético cujas
linhas são circunferências concêntricas ao fio. Assim, de acordo com a regra da mão direita, o
campo magnético no ponto P tem direção perpendicular ao plano da página e sentido para
dentro da folha.
Resposta: C
12.10
A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo magnético cujas
linhas são circunferências concêntricas ao fio. Assim, de acordo com a regra da mão direita, o
campo magnético no ponto P tem direção perpendicular ao plano da página e sentido para
dentro da folha.
m ×i
4p ×10-7 × 5
=
2p × d
2p × 0,2
–6
B = 5  10 T
B=
Resposta: E
12.11
A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo magnético cujas
linhas são circunferências concêntricas ao fio.
O norte da bússola tende a se alinhar na mesma direção e sentido do campo magnético
gerado. Assim, de acordo com a regra da mão direita, o campo magnético no ponto onde é
colocada a bussola tem direção vertical em relação ao plano da página e sentido para cima.
Resposta: B
12.12
De acordo com a regra da mão direita, com o polegar indicando o sentido do campo magnético
e os outros dedos indicando o sentido da corrente, o campo no centro aponta para dentro do
plano da página.
m × i 4p ×10-7 ×1
=
2 ×R
2p ×10-2
B = 2  10–5 T
B=
Resposta: D
12.13
B=
m × i ×N 4p ×10-7 × 3 × 20 000
=
L
4 ×10-2
B = 6π  10–1 T
Resposta: E
12.14
Como na posição 1 o ímã com polaridades desconhecidas é repelido para a direita, tem-se:
A → polo sul (S)
T → polo norte (N)
Ao quebrar um ímã ao meio, formam-se dois novos ímãs cujas polaridades são definidas pela
atração inicial dos polos:
I. Repulsão (S – S)
II. Atração (S – N)
III. Repulsão (S – S)
IV. Atração (S – N)
Resposta: A
12.15
A) Incorreta. A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo
magnético cujas linhas são circunferências concêntricas ao fio. O norte da bússola tende a se
alinhar na mesma direção e sentido do campo magnético gerado.
B) Incorreta. Ver item A.
C) Incorreta. A intensidade do campo e a distância são inversamente proporcionais:
m ×i
2p × d
D) Correta. A corrente elétrica é diretamente proporcional à intensidade do campo magnético:
B=
m ×i
2p × d
E) Incorreta. A unidade do campo magnético, no S.I., é T (tesla).
B=
Resposta: C
12.16
A corrente elétrica que percorre em um fio condutor retilíneo gera um campo magnético cujas
linhas são circunferências concêntricas ao fio. De acordo com a regra da mão direita,
– O campo magnético no ponto P pelo fio condutor da esquerda tem direção vertical em
relação ao plano da página e sentido para baixo.
– O campo magnético no ponto P pelo fio condutor da direita tem direção vertical em relação
ao plano da página e sentido para cima.
Como a corrente elétrica e a distância entre os condutores e o ponto P são as mesmas, a
intensidade do campo gerado pelos condutores da esquerda e da direita são iguais.
Sendo os sentidos dos campos magnéticos gerados em P opostos, o campo resultante é nulo.
Resposta: E
12.17
De acordo com a regra da mão direita, com o polegar indicando o sentido do campo magnético
e os outros dedos indicando o sentido da corrente, o campo magnético em uma espira é
perpendicular ao plano da espira.
A intensidade do campo gerado por uma espira é diretamente proporcional à corrente elétrica
e inversamente proporcional ao seu raio:
m ×i
2 ×R
Invertendo o sentido da corrente, inverte-se o sentido das linhas de campo magnético.
B=
Resposta: 01
12.18
U = R  i  1,5 = 150  i
i = 100 A
m × i ×N 4p ×10-7 ×100 ×100
=
2 ×R
2 ×1 ×10-2
B = 6,28  10–1 T
B=
Resposta: B
12.19
Exercício resolvido no material
12.20
Exercício resolvido no material
FIS 6D – Aula 11
11.01
Resposta: alternativa d
O som é uma onda mecânica e, portanto, necessita de um meio material para sua propagação.
Geralmente há um equívoco do ponto de vista físico nos filmes que associa o som a explosões
no espaço, sendo que esta é uma região de vácuo.
11.02
Resposta: alternativa b
As ondas sonoras são ondas mecânicas, pois necessitam de um meio material para sua
propagação, elas são de natureza longitudinal e se propagam no ar com uma velocidade
próxima a 340 m/s.
11.03
Resposta: alternativa a
Quanto mais próximo forem as dimensões da fenda ou obstáculo com o comprimento de onda,
mais acentuado será o fenômeno de refração. O que confere a capacidade das ondas se
espalharem por de trás de uma fenda é o princípio de Huygens.
11.04
Resposta: alternativa c
As ondas sonoras se propagam com maior velocidade nos meios sólidos, depois nos líquidos e,
com menor velocidade através dos gases. O personagem coloca o ouvido no solo porque pode
escutar algo que se aproxima antes desse som chegar pelo ar.
11.05
Resposta: alternativa d
Se a frequência audível pelos seres humanos está entre 20 Hz e 20000Hz, pomos concluir que
os comprimentos de onda audíveis estão na faixa entre 17mm e 17m. Sendo o comprimento
de onda do som do apito 20mm ele poderá ser ouvido.
V=f
340 =   20
 = 17 m
V=f
340 =   20000
 = 0,017 m = 17 mm
11.06
Resposta: alternativa e
O volume de um som está associado à amplitude de uma onda, e para amplitude a
classificação correta está entre fraco e forte. O termo altura de um som (alto ou baixo) está
associado à frequência da onda sonora.
11.07
Resposta: alternativa e
Timbre é a propriedade fisiológica do som que permite a distinção entre dois sons que
produzidos com a mesma intensidade e a mesma altura e que são emitidos por fontes
diferentes.
11.08
Resposta: alternativa c
O eco é um fenômeno causado pela reflexão do som após atingir um obstáculo. Para que haja
eco o ouvido humano deve escutar o som original e o refletido com uma defasagem de 0,1 s.
11.09
Resposta: alternativa d
Os ultrassons são ondas de alta frequência e pequeno comprimento de onda que transportam
uma maior quantidade de energia.
11.10
Resposta: alternativa d
Sons graves e agudos estão associados a grandeza frequência.
11.11
Resposta: alternativa e
A difração corresponde à capacidade de uma onda em contornar fendas e obstáculos, desde
que esses tenham dimensões comparáveis ao comprimento da onda. No caso em questão, o
menino atrás do muro escuta o grito porque a onda sonora contorna o obstáculo que é o muro.
11.12
Resposta: alternativa b
Nos fornos microondas as moléculas de água são agitadas por um campo elétrico oscilante. A
parte do topo (mais seca) possui menos moléculas de água que o recheio, sendo assim, o
recheio alcança maior temperatura que as camadas externas.
11.13
Resposta: alternativa d
Crianças possuem a voz mais aguda (cristas mais próximas), e como o bebê dá um grito, a
onda possui amplitude maior.
11.14
Resposta: alternativa e
Como as ondas emitidas pelo diapasão se propagam pelo mesmo meio, elas tem a mesma
velocidade. O comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência, portanto, ondas
de frequência maior possuem comprimento de onda menor.
11.15
Resposta: alternativa d
Na ressonância, quando um corpo vibra num meio, ele provoca uma oscilação de mesma
frequência às moléculas desse meio. No caso da ponte Tacoma as rajadas de vento tinham
frequência igual a frequência de oscilação natural da ponte o que ocasionou o aumento da
amplitude de vibração até seu rompimento.
11.16
Resposta: alternativa b
Sons de altíssima frequência correspondem a infrassons. O infrassom não pode ser ouvido por
humanos, mas causam desconforto em animais como gatos e cachorros que podem escutá-lo.
11.17
Resposta: alternativa 57 (01 + 08 + 16 + 32)
01. correta, a densidade menor do meio favorece o fenômeno.
02. errada, a onda sonora depende das partículas do meio para sua propagação, portanto,
quanto maior a densidade do meio mais fácil ocorrer o fenômeno.
04. errada, ondas longitudinais não podem ser polarizadas e, o som é uma onda longitudinal.
08. correta, as ondas luminosas são transversais e, portanto, sempre podem ser polarizadas.
16. correta, a difração de ondas sonoras no ar é mais evidente pois as fendas e obstáculos na
natureza que nos podemos perceber estão na mesma ordem de tamanho das ondas sonoras.
32. correta, a onda sonora aumenta a velocidade com o aumento da densidade do meio
enquanto que a onda luminosa diminui.
64. errada, essas ondas são de natureza diferente, sendo assim não podem se interferir.
11.18
Resposta: alternativa d
O fenômeno de difração corresponde à capacidade das ondas contornarem obstáculos que
sejam de mesma ordem de grandeza não alterando características da onda como velocidade,
frequência e comprimento de onda.
v=f
0,06 =   0,06
 = 1 Hz
11.19
Resposta: alternativa 12 (04 + 08)
01. errada, apenas a porção que está sendo atravessado pela onda sofre compressão e
rarefação de suas partículas.
02. errada, o movimento é na mesma direção mas somente a porção atravessada pela onda.
04. correta, esse movimento cria as zonas de compressão e rarefação.
08. correta, um som de 500 Hz está dentro da faixa audível do ser humano então, para
escutá-lo, basta que ele esteja com intensidade igual superior ao do limiar da audição.
16. errada, são ultrassons.
11.20
Resposta: alternativa d
I. correta, a velocidade das ondas sonoras no ar aumenta porque com o aumento da
temperatura as moléculas aumentam seu grau de agitação.
II. correta, para que ocorra a difração, as dimensões de fendas e obstáculos devem ser de
mesma ordem de grandeza do comprimento de onda que se propaga.
III. correta, o comprimento de onda e a frequência são grandezas inversamente proporcionais
entre si.
11.21
Resposta: 43 (01 + 02 + 08 + 32)
01. correta
v=.f
3  108 = 2,45  109  
 = 0,12 m
02. correta, ambas são ondas eletromagnéticas
04. errada, ondas eletromagnéticas se propagam em todos os meios e também no vácuo.
08. correta, toda onda ao encontrar um anteparo pode sofrer reflexão, com exceção a corpos
negros que a absorvem totalmente.
16. errada
1
1
T 
 T 
f
2,45  109
T = 4  10-10 s
16. correta, a energia das ondas eletromagnéticas aumenta com o aumento da frequência. As
micro-ondas têm frequência menor que a luz visível.
11.22
Resolução:
O som pode ser percebido por gatos e morcegos.
Vemos no gráfico que o período da onda é de 20 s.
1
1
 f 
f 
T
20  10 6
f = 50000 Hz
11.23
Resolução:
S
1200
 1500 
v 
t
t
t = 0,8 s
FIS 6D – Aula 12
12.01
Resposta: alternativa c
No gráfico vemos que o período é de aproximadamente 2,5 ms.
1
1
f 
 f 
T
2,5  10 3
f = 400 Hz
O valor mais próximo é 388 Hz da nota sol.
12.02
Resposta: alternativa b
v=.f
340 = 510  
 = 0,67 m = 67 cm
12.03
Resposta: alternativa e
v=.f
v = 1,2  220
v = 264 m/s
12.04
Resposta: alternativa d
A penumbra é um fenômeno causado pela ausência de parte da luz sobre um anteparo quando
um obstáculo está entre este e uma fonte de luz extensa
12.05
Resposta: alternativa a
- O colorido das bolhas é um fenômeno de interferência por causa da diferença de caminhos
entre os raios luminosos que refletem na camada externa com os raios luminosos que refratam
e refletem na camada interna.
- O som contorna o muro porque esse obstáculo tem dimensão comparável ao comprimento de
onda da onda.
- A redução da intensidade da luz nos óculos de sol é feita pelo uso de polarizadores que
cancelam certas direções de propagação da luz.
12.06
Resposta: alternativa e
As ondas respeitam o Princípio da independência que diz que 2 ondas de mesma natureza ao
se encontrarem se interferem e depois seguem normalmente sua trajetória.
12.07
Resposta: alternativa e
- O colorido das bolhas é um fenômeno de interferência por causa da diferença de caminhos
entre os raios luminosos que refletem na camada externa com os raios luminosos que refratam
e refletem na camada interna.
12.08
Resposta: alternativa c
Para não escutar o ouvido precisa estar posicionado exatamente no ponto em que ocorre o
encontro de um vale com uma crista de iguais amplitudes de forma que, naquele ponto, ocorra
cancelamento total.
12.09
Resposta: 47 (01 + 02 + 04 + 08 + 32)
01. correto, a velocidade resultante é nula pois a onda sofre reflexão retornando em sentido
oposto ao longo da corda.
02. O fuso equivale a um ventre e dois nós consecutivos.
04. correta, veja a imagem
08. correta, a vibração das cordas transmitem energia às moléculas do ar que passam a vibrar
na mesma frequência.
16. errada, é a transmissão da energia para o ar.
32. correta, o som fundamental corresponde ao primeiro harmônico formado na corda, a
frequência desse harmônico é a frequência fundamental.
64. errada, possui o maior comprimento de onda.
12.10
Resposta: alternativa b
I. Quando a vibração de uma fonte provoca a vibração de um corpo na mesma frequência
dizemos que os corpos entraram em ressonância.
II. O comprimento de onda tema a mesma ordem de grandeza do espaço deixado pela janela
entreaberta, e a onda consegue difratar entrando no ambiente.
12.11
Resposta: alternativa d
I. correta, Os limites não são precisos em função da ligeira diferença de tamanhos entre o
comprimento de onda e a barreira.
II. Uma onda nunca têm sua frequência alterada numa troca de meios.
III. A eliminação de ruídos sonoros pode ser feito pela captura da onda sonora que representa
o ruído, inverte-se sua fase de propagação e adiciona à onda original, o resultado é uma
interferência destrutiva.
12.12
Resposta: 05 (01 + 04)
01. correta, como a corda está presa entre extremos fixos, e as notas são geradas sempre nos
mesmos espaços, cada vez que a corda é percutida se gera uma onda estacionária.
02. correta, as moléculas do ar entram em ressonância com a vibração da corda.
04. correta, a corda é percutida numa direção perpendicular ao da propagação da onda e, no
ar as moléculas vibram numa só direção para frente e para trás.
08. errada, quanto maior o comprimento de onda, menor será a frequência.
16. errada, são meios diferentes, portanto, as velocidades são diferentes.
12.13
Resposta: alternativa e
Y corresponde ao comprimento de onda, pois é a distância entre 2 vales consecutivos.
12.14
Resposta: alternativa d
v
T
 v 

10
10 5
v = 103 m/s
v=.f
1000 = 1  f
f = 1000 Hz
12.15
Resposta: alternativa b
v=f
10 =   1
 = 10 m
n
3  10
 L 
2
2
L = 15 m
L 
12.16
Resposta: alternativa b
v=f
100 =   100
=1m
n
11
 L 
2
2
L = 0,5 m
L 
12.17
Resposta: 24 (08 + 16)
01. errada, da frequência sim mas o comprimento de onda muda em função da mudança da
velocidade ao trocar o meio.
02. errada, se há movimento relativo entre a fonte e o observador a frequência percebida é
diferente da original.
04. errada, depende de outros fatores como material e quantidade de harmônicos emitidos
simultaneamente.
08. correta, quanto mais tensionada uma corda, maior a frequência emitida pela mesma.
16. correta,
v 
v
T
 v
m
L
10  1
0,025
400
v = 20 m/s
v=f
20 = 1  f
f = 20 Hz
32. errada, aumentar a altura do som é aumentar a frequência, deixando-o mais agudo.
12.18
Resposta: alternativa d
A velocidade na corda é constante,
v1 = v2
1  f1 = 2  f2
1,2  440 = 2 . 660
2 = 0,8m
n
1  0,8
 L 
2
2
L = 0,4 m
L 
12.19
Resposta: alternativa c
A próxima configuração terá 5 nós e 4 ventres
Comprimento de onda na primeira configuração:
3  1
n
 L 
L 
2
2
2L
1 
3
Comprimento de onda na segunda configuração:
4  2
n
L 
 L 
2
2
2L
2 
4
A velocidade na corda é constante,
v1 = v2
1  f1 = 2  f2
2L
L
 360   f2
3
2
f2 = 480 Hz
12.20
Resposta: 24 (08 + 16)
01. errada, as partes da corda vibram com diferentes intensidades sendo que a amplitude nos
ventres é máxima e nos nós é nula.
02. errada, nos nós não vibração.
04. errada, o comprimento de onda é de 30 cm
n
3L
L 
 45 
2
2
L = 30 cm
08. correta,
v=f
v = 0,3  450
v = 135 m/s
16. correta,
T
 135 

v


T

135  
 0,0062 


2
135  0,0062 = T
T = 113 N
T
0,062
2
2
12.21
Resolução: alternativa b
20  103
m
 4  10 2 
L
L
L = 5  10-1 m
Sendo:
n
4L
L 
 0,5 
2
2
L = 0,25 m
Calculando a velocidade da onda:
v=f
v = 0,25  400
v = 100 m/s
Cálculo da tensão:

v
T
 100 


T 
1002  
 0,04 


T = 400 N
T
0,04
2
12.22
Resolução:
v=f
340 =   1700
 = 0,2 m
A interferência é construtiva. Verificamos isso dividindo a distância entre cada fonte e o ponto
O, como as fontes estão em fase os resultados devem ser números inteiros.
O observador A1 está a 50 cm de O
50
 250 comprimentos de onda inteiros.
0,2
O observador A2 está a 40 cm de O
40
 200 comprimentos de onda inteiros.
0,2
12.23
Resolução:
a) Calculando o comprimento de onda:
n
4
L 
 6
2
2
=3m
v=f
v = 3  10
v = 30 m/s
b) no primeiro harmônico, n= 1
n
1 
L 
 6
2
2
 = 12 m